Penerpan Konsep Pengolahan Limbah Air Hujan dan Solar ...

Jurnal Reka Karsa © Jurusan Teknik Arsitektur Itenas | No. | Vol.

Jurnal Online Institut Teknologi Nasional [Januari 2017]

Jurnal Reka Karsa - 1

Penerpan Konsep Pengolahan Limbah Air Hujan dan

Solar Panel Pada Perancangan SMA Al Fattah

Boarding School Ciparay

AHMAD RIZAL HILMI

Jurusan Teknik Arsitektur - Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan

Institut Teknologi Nasional

[email protected]

ABSTRAK

Sekolah nasional di Indonesia terdiri dari sekolah negeri dan sekolah swasta. Al Fattah Boarding School

adalah salah satu Sekolah Menengah Atas swasta yang terletak di Ciparay, Kabupaten Bandung. SMA Al

Fattah Boarding School merupakan sekolah yang menerapkan konsep Arsitektur Hemat Energi di era

pemanasan global yang sedang terjadi pada saat ini. Arsitektur Hemat Energi adalah kondisi dimana

energi dikonsumsi secara hemat (minimal), tanpa harus mengorbankan kenyamanan fisik. Ada 2 konsep

Arsitektur Hemat Energi yang diterapkan yaitu konsep pengolahan limbah air hujan dan solar panel

dalam perancangan bangunan sesuai fungsinya. Metode pendekatan perancangan dalam merancang

Sekolah Menengah Atas ini yaitu dengan mempertimbangkan standar ketentuan dinas pendidikan dan

peraturan pemerintah yang dijadikan acuan untuk memudahkan proses perancangan. Adanya penerapan

konsep Arsitektur Hemat Energi ini memberikan dampak positif bagi pengguna bangunan dan makhluk

hidup disekitarnya serta membuat keseimbangan lingkungan tetap terjaga.

Kata Kunci : Sekolah, Pengolahan Limbah Air Hujan, Solar Panel, Arsitektur Hemat Energi

ABSTRACT

National school in Indonesia consists of public schools and private schools. Al Fattah Boarding School is

a private High School which is located in Ciparay, Bandung regency. SMA Al Fattah Boarding School is

a school that applies the concept of Energy Efficient Architecture in the era of global warming is

happening at the moment. Architectural Energy Saving is a condition in which energy is consumed

sparingly (minimum), without sacrificing the physical comfort. There are two concepts Energy Efficient

Architecture applied the concept of rain water sewage treatment and solar panels in building design

according to its function. Method design approach in designing High School that is by considering the

standard of the education service's requirements and government regulations are used as a reference to

facilitate the design process. The implementation of the concept of Energy Efficient Architecture have a

positive impact on users of the building and of living things around and make the environmental balance

is maintained.

Keyword : School, Rainwater Sewage Treatment, Solar Panel, Energy Efficient Architecture

mailto:[email protected]

Ahmad Rizal Hilmi,dkk


1. PENDAHULUAN

Dalam menghadapai era globalisai ini ilmu pengetahuan dalam bidang pendidikan merupakan

kebutuhan utama bagi manusia terutama keseimbangan pendidikan umum, islam dan keterampilan di

bidang teknologi dari Sekolah Dasar hingga Perguruan Tinggi.

Sekolah menjadikan kebutuhan mendasar bagi semua orang, pendidikan karakter yang dimasukan

dalam setiap pelajaran diharapkan mampu menciptakan generasi yang mempunyai moralitas baik dan

berwawasan kebangsaan serta mempunyai patriotisme yang tinggi terhadap negara. Pada pendidikan

jenjang SMA terdapat beberapa jurusan yaitu salah satunya adalah bidang IPA,IPS,Bahasa serta pada

bidang Agama. Namun seiring berjalannya waktu, beberapa Sekolah Menengah Atas (SMA)

menerapkan teknologi terapan dan pendidikan keagamaan pada bidang pendidikannya, sehingga

diharapkan lulusan SMA dapat memberikan inovasi – invoasi baru khususnya di bidang Teknologi dan

keagamaan.

Kebutuhan pendidikan di Ciparay pada jenjang Sekolah Menengah Atas, khususnya dalam bidang

pendidikan islam dan teknologi, tidak sebanding dengan mahalnya dan kebutuhan pendidikan yang

ada. yang mengakibatakan masyarakat tidak bisa melanjutkan sekolah pendidikan terutama di bidang

keislaman dan teknlogi. Dibutuhkan inovasi dalam perencanaan sarana pendidikan yang mandiri,

nyaman dan berteknologi

Dari latar belakang tersebut Pendidikan Sekolah Menengah Atas/Kejuruan dan Madrasah

(SMA/SMK/MA) di bidang teknologi terapan berbasis ke islaman ini merupakan sarana pendidikan

yang sangat penting keberadaanya terutama di daerah Ciparay Kabupaten Bandung.

2. METODOLOGI

Metode pendekatan perancangan dalam merancang Sekolah Menengah Atas dengan

mempertimbangkan standar ketentuan dinas pendidikan dan peraturan pemerintah yang dijadikan

acuan untuk memudahkan proses perancangan. Penerapan dalam perancangan seperti aplikasi bentuk

bangunan sesuai fungsi, pemilihan struktur konvensional untuk mempermudah pekerjaan, serta

memahami kondisi kawasan dan tapak sehingga dapat diketahui potensi dan kendala sebagai

pertimbangan dalam desain bangunan.

Arsitektur Hemat energi Arsitektur yang berlandaskan pada pemikiran “meminimalkan penggunaan

energi tanpa membatasi atau merubah fungsi bangunan, kenyamanan maupun produktivitas

penghuninya” dengan memanfaatkan sains dan teknologi mutakhir secara aktif. [1] Arsitektur Hemat

energi ini menekankan dalam penyelarasan bangunan dengan alam. Dimana alam menyediakan air,

cahaya, dan udara, semua itu didapat dengan gratis sehingga alangkah baiknya semua itu dimanfaatkan

sebaik mungkin untuk bangunan. Pemanfaatan ini dimaksudkan agar keseimbangan lingkungan tetap

terjaga dan memberikan dampak positif bagi pengguna bangunan dan makhluk hidup di sekitarnya di

tengah terpaan pemanasan global, Arsitektur Hemat Energi ini diharapkan mampu memaksimalkan

segala yang diberikan oleh alam. [1] Beberapa aspek yang ada di alam berkontribusi penting dalam

terciptanya konsep ini, seperti pemanfaatan air hujan yang diharapkan dapat dimanfaatkan untuk

berbagai fungsi, misalnya untuk mencuci dan menyirami tanaman, Selanjutnya, pemanfaatan cahaya

matahari yang dioptimalkan sebagai PLTS yang bisa dirubah menjadi listik dengan penggunaan solar

panel.

Penerpan Konsep Pengolahan Limbah Air Hujan dan Solar Panel Pada Perancangan SMA Al Fattah Boarding

School Ciparay


3. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1. Konsep Perancangan

Berikut adalah konsep perancangan mengenai permasalahan yang berada di tapak dan permasalahan

tema yang di terapkan pada bangunan ini.

a. Konsep Zoning dan Tatanan Massa

Dalam perancangan ini memiliki beberapa aktifitas pendidikan, fungsi, dan fasilitas. Berikut zona-

zona pada zoning perancangan : (1) Zona Privat diantaranya Pelayanan edukasi meliputi fasilitas yang

menunjang untuk kegiatan pendidikan yang berhubungan dengan pengajaran tentang pendidikan

umum dan kemampuan dalam bidang konsentrasi, Fasilitas yang mewadahi yaitu kelas, lab,

perpustakaan dan ruang eskul. Dan pengelolaan bangunan secara keseluruhan seperti ruang

administrasi, kantor yayasan, dan kantor guru (Lihat Gambar 1). (2) Zona Semi Privat diantarnya

Asrama Siswa dan Guru (Lihat Gambar 1). (3) Zona Publik merupakan fasilitas yang menunjang

untuk kegiatan beribadah dan kegiatan- kegiatan religious yaitu masjid, dan merupakan fasilitas

penunjang yang lain yaitu GSG, tempat prakir, pos satpam dan untuk menunjang kegiatan

berolahraga yaitu lapangan.(Lihat Gambar 1). (4) Zona Servis merupakan pelayanan servis meliputi

ruang utilitas dan ruang laundry.(Lihat Gambar 1). (5) Zona Semi Publik merupakan fasilitas yang

menunjang untuk kegiatan komersil yaitukantin dan ruang makan. (Lihat Gambar 1).

Gambar 1. Konsep zoning dan tatanan massa

b. Konsep Sirkulasi Pencapaian ke Bangunan

Pada konsep yang direncanakan sirkulasi kendaraan masuk melalui jalan utama melewati entrance,

dibagi menjadi 3 bagian sirkulasi untuk jalur menuju rumah dinas melewati jalur khusus untuk ke

rumah dinas yang ada di sebelah kiri site, untuk jalur area service melewati jalur khusus untuk area

service yang ada di sebelah kanan dan kiri dari site, dan untuk jalur sirkulasi tamu dan karyawan

disiapkan parkir khusus yang berada di depan site dan kemudian keluar menuju jalan yang sama

dengan jalan masuk ke dalam site (lihat Gambar 2)

Privat

Service

Semi Publik

Publik

Semi

Privat



Gambar 2. Konsep sirkulasi kendaraan dan pejalan kaki

c. Konsep Fasade Bangunan

Pada bagian fasad bangunan kelas, administrasi, dan bangunan fasilitas lainnya serta massa bangunan

mengaplikasikan dinding bata ekspos, pemilihan jendela dengan tipe alumunium agar material yang

digunakan mudah untuk mendapatkannya (Lihat Gambar 3). Pemakaian bata kerawang pada

sebagian fasad terutama di bagian perpustakaan dan tangga agar memudahkan udara yang masuk ke

ruangan yang dapat menjadikan ruangan menjadi nyaman (Lihat Gambar 3).

Gambar 3. Konsep fasade bangunan

Kendaraan

Pejalan kaki

Area servce

Genteng

Metal Roof

Colour

Pedestrian

Grass Block

Bata Ekspos

Almunium

Frame

Keramik

Solar Panel


School Ciparay


d. Orientasi Massa Bangunan

Orientasi massa bangunan difokuskan dalam upaya pencahayaan dan penghawaan pasif maka dari itu

massa bangunan lebih diarahakan ke utara dan selatan dengan tujuan untuk meminimalisir penerimaan

radiasi matahari dari arah barat yang memang tidak terlalu baik untuk kenyamanan dan kesehatan

manusia, seperti yang terlihat pada (Lihat Gambar 4).

Gambar 4. Orientasi massa bangunan

e. Implementasi Desain Pemanfaatan Limbah Air Hujan terhadap Bangunan

Air hujan merupakan sumber daya air yang sangat penting bagi makhluk hidup. Air hujan sangat

bermanfaat untuk mengisi sumber air. Sistem Pemanfaatan Air Hujan (SPAH) terdiri atas sistem

Penampungan Air Hujan (PAH) dan sistem pengolahan air hujan. PAH dilengkapi dengan talang air,

saringan pasir, bak penampung dan Sumur Resapan (Sures) [2].

Sumur resapan dapat digunakan untuk melestarikan air tanah dan mengurangi resiko genangan air

hujan atau banjir yang dilakukan dengan membuat sumur yang menampung dan meresapkan curahan

air hujan. Prinsip dasar PAH adalah mengalirkan air hujan yang jatuh di permukaan atap melalui

talang air untuk ditampung ke dalam tangki penampung. [2] Kemudian limpasan air yang keluar dari

tangki penampung yang telah penuh disalurkan ke dalam sumur resapan, Air dari bak penampung air

hujan dipompa ke Reservoir atas air bersih yang terdiri dari pompa air baku, statix mixer, filter multi

media, filter penukar ion, cartridge filter, Ultrafiltarsi, sterilisator ultra violet dan post catridge filter.untuk

diolah menjadi air bersih yang di salurkan ke Masjid sebagai tempat pemanfaatnnya (Lihat Gambar

5).

A

B

C

D

E G

F

H

I

J

K

Keterangan:

A. Pos Satpam

B. Kantor Yayasan dan GSG

C. Masjid

D. Kantin

E. R.Guru dan Perpustakaan

F. Lab.IPA

G. Kelas

H. Asrama Putra

I. Asrama Putri

J. Asrama Dinas Guru

K. R.Makan

C



Gambar 5 Konsep implementasi desain pengolahan limbah air hujan pada bangunan

f. Implementasi Desain Pemanfaatan Cahaya Matahari menjadi Listrik dengan Solar Panel

Solar Panel banyak diaplikasikan pada perumahan,bangunan kantor dan bangunan yang lainnya di

daerah perkotaan atau pedesasan yang telah ada jaringan listrik. Tujuan pemakaian solar panel ini,

untuk menghemat biaya pemakaian listrik yang berlebihan dan membantu mengurangi efek rumah

kaca yang disebabkan oleh penggunakan energi fosil yang berlebihan yang menimbulkan polusi udara

[3]. Energi listrik yang sudah di ubah, disalurkan ke jaringan listrik yang telah ada dan dapat disimpan

dalam jaringan listrik tersebut. (Lihat Gambar 6).

Gambar 6 Konsep desain Pemanfaatan Cahaya Matahari menjadi Listrik dengan Solar Panel


School Ciparay


3.2 Konsep Struktur

a. Modul Struktur

Bangunan ini menggunakan sistem struktur rangka beton bertulang konvensional. Pemilihan struktur

tersebut karena bangunan ini dirasa masih cukup efisien dalam pengerjaannya. Modul yang digunakan

adalah 9.00 x 9.00 meter.(lihat Gambar 7) hal ini di karenakan dalam upaya efisiensi dalam

pembentukan ruang dalam yang sesuai standar sekolah pada umumnya, yang bersih dari struktur

utama.

b. Sub Structure Dalam proyek yang direncanakan menggunakan sistem struktur rangka portal yang terdiri dari kolom

45/45 dan balok 35/75 yang merupakan beton konvensional dengan pertimbangan dari kemudahan

dalam pembangunan dan proses pembangunan yang relatif mudah mengingat lokasi site yang cukup

sulit dari segi aksesibilitas. Mengingat tipologi site yang berkontur dengan keadaan tanah yang cukup

labil karena merupakan bekas lahan perkebunan maka dipilihlah pondasi boer pile sebagai solusi

dalam pemilihan jenis pondasi pada proyek yang direncanakan. (lihat Gambar 7)

Gambar 7. Isometri struktur

c. Upper Structure

Pada bagian upper structure pada bangunan menggunakan sistem struktur rangka yang terdiri dari

kolom dan balok yang merupakan beton konvensional yang terdiri dari campuran antara agregat kasar

dan agregat halus serta tulangan yang tersusun menjadi suatu susunan struktur yang solid. (lihat

Gambar 8)

Sementara untuk rangka atap yang digunakan adalah rangka atap baja ringan dengan penutup atap

berupa metal roof dengan pertimbangan antara lain material yang saat ini umum digunakan dan mulai

dikenal, akses yang mudah dalam pengangkutan, kemudahan pada saat pemasangan, efisiensi biaya,

serta dalam segi pertimbangan secara ekologi penggunaan material berupa metal dapat menggantikan

material kayu yang pada saat ini harus dijaga kelestariannya mengingat dengan penggunaan material

kayu, akan merusak hutan dan lingkungan alam apabila tidak diimbangi dengan upaya pelestarian.

(lihat Gambar 8)

Kuda-kuda baja

Balok 35/75

Kolom Struktur 45/45 Balok Anak 15/35

Sloof 35/75

Poer Beton Pondasi Boer Pile

900 900



Gambar 8. Upper Structure dan Rangka Atap Baja Ringan

3.3 Sistem Utilitas

Konsep utilitas pada SMA ALFattah Boarding School ini adalah distribusi air bersih, air hujan, dan

listrik yang sesuai dengan tema Hemat Energi dengan konsep pengelolaan limbah air hujan dan

penggunaan solar panel pada bangunan.

a. Utilitas Air Bersih

Sumber air bersih pada tapak berasal dari air gunung, sungai dan air PDAM yang ada disekitar site.

Namun untuk sumber air bersih dari pengelolaan limbah air hujan hanya digunakan pada bangunan

masjid. Sistem pendistribusian air bersih yang digunakan ialah sistem down feed yaitu air bersih dari

reservoar bawah dialirkan dahulu menuju reservoar atas sebelum didistribusikan (Lihat Gambar 9).

Berikut adalah perhitungan air bersih:

Gambar 9. Sistem utilitas air bersih

Hasil Pengolahan Air Hujan

Penggunaan Air Hujan


School Ciparay


b. Utilitas Air Hujan (Storm Water)

Sistem Pemanfaatan Air Hujan (SPAH) terdiri atas sistem. Penampungan Air Hujan (PAH) dan sistem

pengolahan air hujan. Bak resapan dapat digunakan untuk melestarikan air tanah dan mengurangi

resiko genangan air hujan atau banjir yang dilakukan dengan membuat bak yang menampung dan

meresapkan curahan air hujan. Prinsip dasar PAH adalah mengalirkan air hujan yang jatuh di

permukaan atap melalui talang air untuk ditampung ke dalam tangki penampung. Kemudian limpasan

air yang keluar dari tangki penampung yang telah penuh disalurkan ke dalam sumur resapan, Air dari

bak penampung air hujan dipompa ke Reservoir atas air bersih yang terdiri dari pompa air baku, statix

mixer, filter multi media, filter penukar ion, cartridge filter, Ultrafiltarsi, sterilisator ultra violet dan

post catridge filter.untuk diolah menjadi air bersih (Lihat Gambar 10).

Gambar 10. Sistem utilitas air hujan

Pengolahan limbah air hujan yang diterapkan pada bangunan SMA Al Fattah Boarding School ini

digunakan untuk kebutuhan air bersih pada bangunan Masjid. Air hujan yang jatuh ke atap bangunan

kemudian mengalir pada atap datar dan miring menuju talang horizontal kemudian menuju talang

vertical sesuai gaya gravitasi menuju bak resapan yang berada dekat bangunan sekolah kemudian di

distribusi ke bak penampungan air hujan sebelum terjadi pengolahan limbah air hujan menjadi air

bersih (Lihat Gambar 10).

Fungsi dan manfaat sistem pemanfaatan air hujan ini adalah : (1) Menghemat pengunaan air tanah, (2)

Menampung beberapa meter kubik air pada saat hujan, (3) Menambah jumlah air yang masuk ke

dalam tanah, (4) Mempertahankan tinggi muka air tanah, (5) Menurunkan konsentrasi pencemaran air

tanah, (6) Memperbaiki kualitas air tanah dangkal, (7) Mengurangi laju erosi dan sedimentasi, (8)

Mereduksi dimensi jaringan drainase, (9) Stok air pada musim kemarau (plus rain harvesting).

Penggunaan Air Hujan



c. Utilitas Electrical

Gambar 11. Skema utilitas Electrical

Gambar 12. Sistem utilitas Electrical

Dalam proyek yang direncanakan sumber energi listrik diperoleh melalui 3 sumber yaitu PLN dengan

memanfaatkan adanya tower listrik sebagai sumber daya kemudian sebagai cadangan dapat

memanfaatkan genset dan solar panel yang disediakan apabila terjadi kekurangan sumber daya atau

bila terjadi pemadaman listrik pada area sekolah tersebut.(Lihat Gambar 11) Namun untuk

penggunaan listrik dari solar panel hanya digunakan pada bangunan gedung sekolah yaitu sebesar 45%.

Untuk panel yang digunakan untuk kebutuhan listrik pada bangunan sekolah yaitu sebanyak 31

lembar panel surya dengan kapasitas per panel @130 kwp yang di pasang pada bangunan gedung

kantor/perpustakaan yang menghadap ke arah barat dan utara dikarenakan memungkinkan

mendapatkan sinar matahari yang besar (Lihat Gambar 12)

Solar Panel


School Ciparay


3.4 Prespektif

Fasad pada bangunan utama gedung sekolah yaitu penerapan material bata ekspos dan bata kerawang

yang terlihat pada kulit bangunan SMA Al Fattah Boarding School (lihat Gambar 13). Sedangkan

fasad pada bangunan asrama yaitu menggunakan material finishing cat dan bata ekspos pada kulit

bangunannya. (lihat Gambar 14)

Di sekitar bangunan sekolah terdapat ruang komunal yang berfungsi sebagai tempat berkumpul siswa.

(lihat Gambar 15) Selain itu di sekitar bangunan Asrama juga terdapat ruang komunal yang bisa

dikunakan untuk berkumpul dan bermain bersama. (lihat Gambar 16)

Interior pada bangunan sekolah dengan bukaan pada fasadnya yang besar yang memungkinkan

pencahayaan dan penghawaan alami masuk cukup baik dengan penggunaan material bata ekspos yang

diterapkan pada dinding bangunannya. (lihat Gambar 17)

Gambar 17. Prespektif Interior Sekolah

Gambar 13. Prespektif Sekolah Gambar 14. Prespektif Asrama

Gambar 15. Prespektif R.Komunal Sekolah Gambar 16. Prespektif R.Komunal Asrama



4. SIMPULAN

Pembangunan SMA ALFattah Boarding School ini dapat menerapkan konsep Arsitektur Hemat

Energi dengan penerapan pengolahan limbah air hujan dan pemanfatan sinar matahari menjadi listrik

dalam lingkungan pendidikan untuk memenuhi kebutuhan masyarakat sekolah. Berdasarkan tema yang

di terapkan pada perancangan ini, mampu memberikan respon terhadap lingkungan, kegiatan, dan

perilaku bagi anak-anak, maupun masyarakat sekitar. Serta menciptakan lingkungan asri dengan

penerapan teknologi di daerah Ciparay Kabupaten Bandung.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Priatman, J., 2002. Energy-Efficient Architecture. Paradigma dan Manifestasi Arsitektur Hijau.

[2] KementerianPekerjaanUmum. (2014). Direktorat Jendral Cipta Karya Balai Teknik Air Minum dan

Sanitasi Wilayah I

[3] Demastuti Anya. 1997. “Pembangkit Listrik Tenaga Surya”. Wacana

Penerpan Konsep Pengolahan Limbah Air Hujan dan Solar ...

Documents

Transcript of Penerpan Konsep Pengolahan Limbah Air Hujan dan Solar ...